DE102014118015A1 - Method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung der tiefsten Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie auf einem betrachteten Objekts unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung. Die Videoinspektionsvorrichtung erstellt ein Bild der Oberfläche des betrachteten Objekts und zeigt dieses an. Es wird eine Bezugsoberfläche zusammen mit einer Region von Interesse bestimmt, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält. Die Videoinspektionsvorrichtung bestimmt eine Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse. Der Punkt auf der Oberfläche der Anomalie, der die größte Tiefe aufweist, wird als die tiefste Stelle identifiziert.A method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly on a viewed object using a video inspection device. The video inspection device makes an image of the surface of the object under consideration and displays it. A reference surface is determined along with a region of interest containing multiple points on the surface of the anomaly. The video inspection device determines a depth for each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest. The point on the surface of the anomaly that has the greatest depth is identified as the deepest point.
Description
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNGBACKGROUND TO THE INVENTION
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung der tiefsten Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie eines betrachteten Objekts unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung.The subject matter disclosed herein relates to a method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly of a viewed object using a video inspection device.
Videoinspektionsvorrichtungen, beispielsweise Videoendoskope oder Boreskope, können verwendet werden, um eine Oberfläche eines Objekts zu untersuchen, um Anomalien (z.B. Gruben oder Kerben) auf dem Objekt, die beispielsweise eine Folge von Beschädigung, Abnutzung, Korrosion oder unsachgemäßem Einbau sein können, zu erkennen und zu analysieren. In vielen Fällen ist die Oberfläche des Objekts nicht zugänglich und kann ohne die Verwendung der Videoinspektionsvorrichtung nicht betrachtet werden. Zum Beispiel kann eine Videoinspektionsvorrichtung verwendet werden, um die Oberfläche einer Schaufel einer Turbine an einem Flugzeug oder einer Stromerzeugungseinheit zu untersuchen, um etwaige Anomalien zu erkennen, die sich auf der Oberfläche gebildet haben können, um zu bestimmen, ob irgendeine Reparatur oder eine weitere Wartungsmaßnahme nötig ist. Um die Bewertung durchführen zu können, ist es häufig nötig, hochgenaue dimensionale Messwerte der Oberfläche und der Anomalie zu erhalten, um zu verifizieren, dass die Anomalie einen Betriebsgrenzwert oder eine geforderte Spezifikation für dieses Objekt nicht überschreitet oder außerhalb davon liegt.Video inspection devices, such as video-endoscopes or borescopes, may be used to inspect a surface of an object to detect anomalies (eg, pits or notches) on the object, which may be, for example, a result of damage, wear, corrosion, or improper installation analyze. In many cases, the surface of the object is inaccessible and can not be viewed without the use of the video inspection device. For example, a video inspection device may be used to inspect the surface of a blade of a turbine on an aircraft or power generation unit to detect any anomalies that may have formed on the surface to determine whether there is any repair or other maintenance is necessary. In order to perform the assessment, it is often necessary to obtain highly accurate dimensional surface and anomaly readings to verify that the anomaly does not exceed or exceed an operating limit or specification for that object.
Eine Videoinspektionsvorrichtung kann verwendet werden, um ein zweidimensionales Bild der Oberfläche eines betrachteten Objekts, welches die Anomalie aufweist, zu erhalten und anzuzeigen, um die Dimensionen einer Anomalie auf der Oberfläche zu bestimmen. Dieses zweidimensionale Bild der Oberfläche kann verwendet werden, um dreidimensionale Daten von der Oberfläche zu erzeugen, welche die dreidimensionalen Koordinaten (z.B. (x, y, z)) von mehreren Punkten auf der Oberfläche, einschließlich nahe an der Anomalie, liefern. In manchen Videoinspektionsvorrichtungen kann der Anwender die Videoinspektionsvorrichtung in einem Messmodus betätigen, um in einen Messbildschirm zu gelangen, in dem der Anwender Positionsmarkierungen (Cursor) auf dem zweidimensionalen Bild platziert, um geometrische Abmessungen der Anomalie zu bestimmen. In vielen Fällen lässt sich der Umriss eines betrachteten Merkmals aus dem zweidimensionalen Bild nur schwer bestimmen, wodurch eine hochgenaue Platzierung der Positionsmarkierungen in der Nähe der Anomalie schwierig ist. Wenn beispielsweise versucht wird, die Tiefe einer Anomalie zu messen, kann es schwierig sein, aus dem zweidimensionalen Bild den Ort der tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie zu bestimmen und eine Positionsmarkierung dort zu platzieren.A video inspection device may be used to obtain and display a two-dimensional image of the surface of a viewed object having the anomaly to determine the dimensions of an anomaly on the surface. This two-dimensional image of the surface can be used to generate three-dimensional data from the surface that provide the three-dimensional coordinates (e.g., (x, y, z)) of multiple points on the surface, including near the anomaly. In some video inspection devices, the user may operate the video inspection device in a metering mode to enter a metering screen in which the user places position markers (cursors) on the two-dimensional image to determine geometrical dimensions of the anomaly. In many cases, it is difficult to determine the outline of a feature of interest from the two-dimensional image, making it difficult to accurately locate the location marks near the anomaly. For example, when trying to measure the depth of an anomaly, it may be difficult to determine from the two-dimensional image the location of the lowest point on the surface of the anomaly and place a position marker there.
In manchen Videoinspektionsvorrichtungen wird die Tiefe einer Anomalie dadurch bestimmt, dass nacheinander drei Positionsmarkierungen um die Anomalie herum platziert werden, um eine Bezugsebene einzurichten, und dann eine vierte Positionsmarkierung auf einem Punkt nicht auf der Ebene platziert wird, um den senkrechten Abstand zwischen der Bezugsebene und der Oberfläche an dem vierten Punkt zu bestimmen. Diese Tiefenmessung wird am häufigsten verwendet, um zu versuchen, die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie zu messen. Nachdem jede Positionsmarkierung unter Verwendung eines Joysticks positioniert worden ist, drückt der Anwender einen Knopf bzw. eine Schaltfläche, um anzuzeigen, dass er mit dieser Positionsmarkierung fertig und bereit für die nächste ist, wonach die neue Positionsmarkierung zunächst einmal willkürlich in der Mitte des Bildschirms positioniert wird. Daher muss der Anwender für die vierte Positionsmarkierung einer Tiefenmessung die Positionsmarkierung aus der Mitte des Bildschirms zu dem Ort der Anomalie bewegen und muss die Positionsmarkierung dann umherbewegen, um die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie manuell zu finden. Dieser Vorgang kann Zeit beanspruchen und hat nicht immer zum Ergebnis, dass die tiefste Stelle identifiziert bzw. gekennzeichnet wird.In some video inspection devices, the depth of an anomaly is determined by successively placing three position marks around the anomaly to establish a reference plane and then placing a fourth position mark on a point not on the plane by the vertical distance between the reference plane and to determine the surface at the fourth point. This depth measurement is most commonly used to try to measure the deepest point on the surface of the anomaly. After each position marker has been positioned using a joystick, the user presses a button or button to indicate that he is finished with that position marker and ready for the next, after which the new position marker is initially positioned arbitrarily in the center of the screen becomes. Therefore, for the fourth position marker of a depth measurement, the user must move the position marker from the center of the screen to the location of the anomaly and then move the position marker around to manually find the lowest point on the surface of the anomaly. This process can take time and does not always result in the lowest point being identified or flagged.
Die obige Erörterung wird nur dargeboten, um allgemeine Hintergrundinformationen zu liefern, und soll nicht als eine Hilfe verwendet werden, um den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen.The above discussion is offered only to provide general background information and is not to be taken as an aid to determining the scope of the claimed subject matter.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung der tiefsten Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie auf einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung offenbart. Die Videoinspektionsvorrichtung erstellt ein Bild der Oberfläche des betrachteten Objekts und zeigt dieses an. Es wird eine Bezugsoberfläche zusammen mit einer Region von Interesse bestimmt, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält. Die Videoinspektionsvorrichtung bestimmt eine Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse. Der Punkt auf der Oberfläche der Anomalie, der die größte Tiefe aufweist, wird als die tiefste Stelle identifiziert. Ein Vorteil, der bei der Umsetzung einiger offenbarter Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zur automatischen Identifizierung der tiefsten Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie verwirklicht werden kann, besteht darin, dass die Zeit für die Durchführung der Tiefenmessung verkürzt ist und die Genauigkeit der Messung verbessert ist, da der Anwender die tiefste Stelle nicht manuell identifizieren muss.A method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly on a viewed object using a video inspection device is disclosed. The video inspection device makes an image of the surface of the object under consideration and displays it. A reference surface is determined along with a region of interest containing multiple points on the surface of the anomaly. The video inspection device determines a depth for each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest. The point on the surface of the anomaly that has the greatest depth is identified as the deepest point. An advantage that can be realized in the implementation of some disclosed embodiments of the method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly is that the time taken to perform the depth measurement is shortened and the accuracy of the depth measurement Measurement is improved because the user does not have to manually identify the lowest point.
In einem Aspekt [ist] ein Verfahren zur automatischen Identifizierung einer tiefsten Stelle auf einer Oberfläche einer Anomalie auf einer Oberfläche eines betrachteten Objekts [geschaffen]. Das Verfahren umfasst die Schritte: Erstellen eines Bildes von der Oberfläche des betrachteten Objekts mit einem Bildgeber, Anzeigen eines Bildes des betrachteten Objekts auf einem Monitor, Bestimmen der dreidimensionalen Koordinaten mehrerer Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, Bestimmen einer Bezugsoberfläche unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, Bestimmen einer Region von Interesse, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält, unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, Bestimmen einer Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit und Bestimmen des Punktes auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse, der die größte Tiefe aufweist, als die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit.In one aspect, a method is provided for automatically identifying a deepest location on a surface of an anomaly on a surface of a viewed object. The method comprises the steps of: forming an image of the surface of the viewed object with an imager, displaying an image of the object under consideration on a monitor, determining the three-dimensional coordinates of a plurality of points on the surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a reference surface using the central processing unit, determining a region of interest containing a plurality of points on the surface of the anomaly, using a central processing unit, determining a depth for each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest using a central processing unit and determining the point on the surface of the anomaly in the region of interest having the greatest depth as the deepest point on the surface of the anomaly using a central processing unit.
Das zuvor genannte Verfahren kann ferner den Schritt des Anzeigens eines grafischen Anzeigers auf dem Monitor an dem Ort der tiefsten Stelle auf der Oberfläche der Anomalie auf dem Bild von der Oberfläche der Anomalie umfassen.The aforementioned method may further include the step of displaying a graphical indicator on the monitor at the location of the lowest point on the surface of the anomaly on the image of the surface of the anomaly.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der grafische Anzeiger ein PositionsanzeigerIn a preferred embodiment, the graphical indicator is a position indicator
Das Verfahren kann dann ferner die folgenden Schritte umfassen: Überwachen der Bewegung des Positionsanzeigers in der Region von Interesse unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, Erfassen, ob der Positionsanzeiger aufgehört hat, sich zu bewegen, unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, Bestimmen einer Tiefe für jeden von mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Nähe des Positionsanzeigers unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, Identifizieren des Punktes auf der Oberfläche der Anomalie in der Nähe des Positionsanzeigers, der die größte Tiefe aufweist, als die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie in der Nähe des Positionsanzeigers unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit und Bewegen des Positionsanzeigers zu der tiefsten Stelle auf der Oberfläche der Anomalie in der Nähe des PositionsanzeigersThe method may further comprise the steps of: monitoring movement of the cursor in the region of interest using the central processing unit, detecting whether the cursor has stopped moving using the central processing unit, determining a depth for each of a plurality of points on the surface of the anomaly near the position indicator using a central processing unit, identifying the point on the surface of the anomaly near the position indicator having the greatest depth as the deepest point on the surface of the anomaly in the vicinity the position indicator using a central processing unit and moving the position indicator to the lowest point on the surface of the anomaly in the vicinity of the position indicator
Das Verfahren jeder der oben genannten Arten kann ferner die Schritte des Bestimmens der Tiefe der tiefsten Stelle auf der Oberfläche der Anomalie und des Anzeigens der Tiefe der tiefsten Stelle auf der Oberfläche der Anomale auf dem Monitor umfassen.The method of each of the above types may further comprise the steps of determining the depth of the lowest point on the surface of the anomaly and displaying the depth of the deepest point on the surface of the anomalies on the monitor.
Das Bild von jedem der oben genannten Verfahren kann ein zweidimensionales Bild sein.The image of each of the above methods may be a two-dimensional image.
In einer Ausführungsform des Verfahrens jeder der oben genannten Arten umfasst der Schritt des Bestimmens einer Bezugsoberfläche das Auswählen von mehreren Bezugsoberflächenpunkten auf der Oberfläche des betrachteten Objekts in der Nähe der Anomalie unter Verwendung einer Zeigevorrichtung und das Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten von den mehreren Bezugsoberflächenpunkten.In an embodiment of the method of each of the above-mentioned types, the step of determining a reference surface comprises selecting a plurality of reference surface points on the surface of the object under consideration in the vicinity of the anomaly by using a pointing device and performing a curve fitting of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst der Schritt des Bestimmens einer Bezugsoberfläche das Platzieren einer Bezugsoberflächenform in der Nähe der Anomalie unter Verwendung einer Zeigevorrichtung, wobei die Bezugsoberflächenform mehrere Bezugsoberflächenpunkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts umfasst, und das Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Bezugsoberflächenpunkte.In an alternative embodiment, the step of determining a reference surface comprises placing a reference surface shape in the vicinity of the anomaly using a pointing device, wherein the reference surface shape comprises a plurality of reference surface points on the surface of the object being viewed, and performing a curve fit of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points.
Die Bezugsoberfläche jedes der oben genannten Verfahren ist vorzugsweise eine Ebene, ein Zylinder oder eine Kugel.The reference surface of each of the above methods is preferably a plane, a cylinder or a sphere.
In der Ausführungsform des oben genannten Verfahrens, welches das Auswählen von mehreren Bezugsoberflächenpunkten enthält, kann der Schritt des Bestimmens einer Region von Interesse, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält, das Ausbilden einer Form der Region von Interesse in der Nähe der Anomalie auf Basis der Bezugsoberflächenpunkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts umfassen.In the embodiment of the above method including selecting a plurality of reference surface points, the step of determining a region of interest containing a plurality of points on the surface of the anomaly may include forming a shape of the region of interest in the vicinity of the anomaly Base of the reference surface points on the surface of the object under consideration.
Außerdem kann die Form der Region von Interesse dadurch ausgebildet werden, dass eine Form durch die oder in der Nähe der Bezugsoberflächenpunkte geführt wird.In addition, the shape of the region of interest may be formed by passing a shape through or near the reference surface points.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist die Form der Region von Interesse vorzugsweise ein Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Dreieck oder ein Zylinder.Alternatively or additionally, the shape of the region of interest is preferably a circle, a square, a rectangle, a triangle, or a cylinder.
In dem Verfahren jeder der oben genannten Arten kann der Schritt des Bestimmens einer Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse das Bestimmen der Länge einer Linie, die zwischen der Bezugsoberfläche und den einzelnen Punkten verläuft, umfassen, wobei die Linie die Bezugsoberfläche senkrecht schneidet.In the method of each of the above-mentioned modes, the step of determining a depth for each of the plurality of points on the surface of the anomaly in the region of interest may include determining the length of a line passing between the reference surface and the individual points, wherein the line intersects the reference surface perpendicularly.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Schritt des Bestimmens des Punktes auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse, der die größte Tiefe aufweist, als die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie das Auswählen des Punktes mit der längsten Linie, die zwischen der Bezugsoberfläche und jedem von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse verläuft, umfassen. Additionally or alternatively, the step of determining the point on the surface of the anomaly in the region of interest having the greatest depth as the lowest point on the surface of the anomaly may include selecting the point with the longest line between the reference surface and each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest.
In dem Verfahren jeder der oben genannten Arten kann die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse in Bezug auf die Bezugsoberfläche zurückgesetzt sein.In the method of each of the above-mentioned types, the deepest spot on the surface of the anomaly may be reset in the region of interest with respect to the reference surface.
Alternativ kann die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse in Bezug auf die Bezugsoberfläche vorstehen.Alternatively, the lowest point on the surface of the anomaly may protrude in the region of interest with respect to the reference surface.
In einem anderen Aspekt [ist] eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung einer tiefsten Stelle auf einer Oberfläche einer Anomalie auf einer Oberfläche eines betrachteten Objekts [geschaffen]. Die Vorrichtung umfasst einen Bildgeber zum Erstellen eines Bildes von der Oberfläche des betrachteten Objekts, einen Monitor zum Anzeigen eines Bildes des betrachteten Objekts und eine zentrale Verarbeitungseinheit zum Bestimmen der dreidimensionalen Koordinaten mehrerer Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts, zum Bestimmen einer Bezugsoberfläche, zum Bestimmen einer Region von Interesse, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält, zum Bestimmen einer Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse und zum Bestimmen des Punktes auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse, der die größte Tiefe aufweist, als die tiefste Stelle auf der Oberfläche der Anomalie.In another aspect, an apparatus for automatically identifying a deepest spot on a surface of an anomaly on a surface of a viewed object is provided. The apparatus comprises an imager for taking an image of the surface of the object under consideration, a monitor for displaying an image of the object under consideration, and a central processing unit for determining the three-dimensional coordinates of a plurality of points on the surface of the object under consideration, for determining a reference surface, for determining a region of interest containing a plurality of points on the surface of the anomaly for determining a depth for each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest and for determining the point on the surface of the anomaly in the region of interest , which has the greatest depth, as the deepest point on the surface of the anomaly.
Die zuvor genannte Vorrichtung kann ferner eine Zeigevorrichtung zum Auswählen mehrerer Bezugsoberflächenpunkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts in der Nähe der Anomalie umfassen, wobei die mehreren Bezugsoberflächenpunkte verwendet werden können, um die Bezugsoberfläche durch Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Bezugsoberflächenpunkte zu bestimmen.The aforementioned apparatus may further comprise a pointing device for selecting a plurality of reference surface points on the surface of the object under consideration in the vicinity of the anomaly, wherein the plurality of reference surface points may be used to determine the reference surface by making a curve fit of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points.
Die oben genannte Vorrichtung kann alternativ dazu ferner eine Zeigevorrichtung umfassen, um eine Bezugsoberflächenform in der Nähe der Anomalie zu platzieren, wobei die Bezugsoberflächenform mehrere Bezugsoberflächenpunkte auf der Oberfläche des betrachteten Objekts umfasst und wobei die mehreren Bezugsoberflächenpunkte verwendet werden können, um die Bezugsoberfläche durch Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Bezugsoberflächenpunkte zu bestimmen.The above-mentioned apparatus may alternatively comprise a pointing device for placing a reference surface shape in the vicinity of the anomaly, wherein the reference surface shape comprises a plurality of reference surface points on the surface of the object under consideration and wherein the plurality of reference surface points may be used to make the reference surface pass through Curve fitting of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points to determine.
Die kurze Beschreibung der Erfindung soll nur einen kurzen Überblick über den hierin offenbarten Gegenstand gemäß einer oder mehrerer erläuternder Ausführungsformen liefern und dient nicht als Leitfaden zur Interpretierung der Ansprüche oder zur Definition oder Begrenzung des Umfangs der Erfindung, der nur von den beigefügten Ansprüchen definiert wird. Diese kurze Beschreibung wird abgegeben, um in vereinfachter Form eine erläuternde Auswahl von Konzepten vorzustellen, die nachstehend in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Diese kurze Beschreibung ist nicht dazu gedacht, die wichtigsten Merkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und sie soll auch nicht als Hilfsmittel verwendet werden, um den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen. Der beanspruchte Gegenstand ist nicht auf Implementierungen beschränkt, welche irgendwelche oder alle Nachteile, die in dem Hintergrundabschnitt erwähnt sind, lösen.The brief description of the invention is intended to provide a brief overview of the subject matter disclosed herein, in accordance with one or more illustrative embodiments, and is not intended as a guide to interpret the claims or to define or limit the scope of the invention, which is defined only by the appended claims. This brief description is provided to introduce in simplified form an illustrative selection of concepts, which are described in more detail below in the detailed description. This brief description is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used as a tool to determine the scope of the claimed subject matter. The claimed subject matter is not limited to implementations that solve any or all of the disadvantages mentioned in the Background section.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Damit die Merkmale der Erfindung verständlich werden, kann eine detaillierte Beschreibung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsformen Bezug nehmen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Man beachte jedoch, dass die Zeichnungen nur bestimmten Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Beschränkung ihres Umfangs aufzufassen sind, da der Umfang der Erfindung andere gleich wirksame Ausführungsformen umfasst. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt allgemein auf der Verdeutlichung der Merkmale bestimmter Ausführungsformen der Erfindung liegt. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen. Um die Erfindung besser verständlich zu machen, kann somit auf die folgende detaillierte Beschreibung Bezug genommen werden, die in Verbindung mit den Zeichnungen zu lesen ist, in denen zeigen:In order that the features of the invention may be understood, a detailed description of the invention may be made to certain embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be understood, however, that the drawings illustrate only particular embodiments of the invention and are therefore not to be considered as limiting its scope, for the scope of the invention includes other equally effective embodiments. The drawings are not necessarily to scale, the emphasis generally being on illustrating the features of certain embodiments of the invention. In the drawings, like reference numerals are used to designate like parts throughout the several views. In order that the invention may be better understood, reference may now be made to the following detailed description taken in conjunction with the drawings, in which:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Videoinspektionsvorrichtung
Eine abnehmbare Spitze oder ein Adapter
Der Bildgeber
Die Bildgeberschnittstellenelektronik
Zusätzlich zur Kommunikation mit dem Mikrocontroller
Der Videoprozessor
Die CPU
Der Videoprozessor
Die CPU
Es sei klargestellt, dass in
Im Schritt
Im Schritt
Die meisten solchen Techniken verwenden Kalibrierungsdaten, die unter anderem Daten über optische Eigenschaften enthalten, die verwendet werden, um Fehler in den dreidimensionalen Koordinaten zu verringern, die andernfalls durch optische Verzerrungen hervorgerufen werden würden. Mit einigen Techniken können die dreidimensionalen Koordinaten unter Verwendung eines oder mehrerer Bilder, die in großer Zeitnähe aufgenommen wurden und die projizierten Muster und dergleichen enthalten können, bestimmt werden. Es sei klargestellt, dass Bezugnamen auf dreidimensionale Koordinaten, die unter Verwendung des Bildes
Im Schritt
In einer Ausführungsform, und wie in
Die dreidimensionalen Koordinaten von drei oder mehreren Oberflächenpunkten in der Nähe von einem oder mehreren von den drei Bezugsoberflächenpunkten
Es sei klargestellt, dass mehrere Bezugsoberflächenpunkte (d.h. mindestens so viele Punkte wie die Anzahl der k Koeffizienten) verwendet werden, um die Kurvenanpassung durchzuführen. Die Kurvenanpassung findet die k Koeffizienten, die den besten Fit für die verwendeten Punkte liefern (z.B. die Methode der kleinsten Quadrate). Die k Koeffizienten definieren dann die Ebene oder andere Bezugsoberfläche
In anderen Ausführungsformen wird nur einer oder werden nur zwei Bezugsoberflächenpunkte ausgewählt, wodurch die Verwendung der Kurvenanpassung lediglich auf Basis von dreidimensionalen Koordinaten für diese Bezugsoberflächenpunkte nicht in Frage kommt, da drei Punkte benötigt werden, um k0RS, k1RS und k2RS zu bestimmen. In diesem Fall kann die Videoinspektionsvorrichtung
Obwohl das Beispiel für eine Bezugsoberfläche
Im Schritt
Obwohl das Beispiel für die Form
Nachdem die Region von Interesse
Im Schritt
Sobald der Positionsanzeiger
Wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, bestimmen Ausführungsformen der Erfindung automatisch die Tiefe einer Anomalie auf einer Oberfläche. Eine technische Wirkung besteht darin, dass die Zeit, die nötig ist, um die Tiefenmessung durchzuführen, verkürzt ist und außerdem die Genauigkeit der Tiefenmessung verbessert ist, da der Anwender die tiefste Stelle nicht manuell kennzeichnen muss.As is apparent from the above, embodiments of the invention automatically determine the depth of an anomaly on a surface. A technical effect is that the time required to perform the depth measurement is shortened and, moreover, the accuracy of the depth measurement is improved since the user does not have to manually mark the deepest point.
Wie ein Fachmann erkennen wird, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt verkörpert werden. Demgemäß können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer ganz und gar aus Hardware bestehenden Ausführungsform, einer ganz und gar aus Software bestehenden Ausführungsform (was auch Firmware, residente Software, Mikro-Code usw. einschließt) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die hierin alle als "Dienst", "Stromkreis", "Schaltung", "Modul" und/oder "System" bezeichnet werden können. Ferner können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem computerlesbaren Medium oder mehreren computerlesbaren Medien verkörpert sein kann, in dem bzw. denen computerlesbarer Code verkörpert ist.As one skilled in the art will appreciate, aspects of the present invention may be embodied as a system, method, or computer program product. Accordingly, aspects of the present invention may take the form of an all-hardware embodiment, an all-software embodiment (including firmware, resident software, micro-code, etc.) or an embodiment, software and hardware. Aspects combined, all of which may be referred to herein as "service", "circuit", "circuit", "module" and / or "system". Further, aspects of the present invention may take the form of a computer program product that may be embodied in a computer-readable medium or multiple computer-readable media in which computer-readable code is embodied.
Es können beliebige Kombinationen aus einem computerlesbaren Medium oder mehreren computerlesbaren Medien verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, -gerät oder -element oder jede geeignete Kombination der genannten sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Spezifischere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) für das computerlesbare Speichermedium würden die folgenden enthalten: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser, einen tragbaren, nicht wiederbeschreibbaren CD-Speicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder jede geeignete Kombination der oben genannten. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerlesbares Speichermedium jedes materielle Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -apparat oder -element enthalten oder speichern kann.Any combination of a computer-readable medium or multiple computer-readable media may be used. The computer readable medium may be a computer readable signal medium or a computer readable storage medium. A computer-readable storage medium may be, for example, but not limited to, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, device, or element, or any suitable combination of the foregoing. More specific examples (a non-exhaustive list) of the computer readable storage medium would include the following: an electrical connection to one or more of the following a plurality of wires, a portable computer disk, a hard disk, a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), an erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory), an optical fiber, a portable non-rewritable CD memory (CD-ROM), an optical storage device, a magnetic storage device, or any suitable combination of the above. In the context of this document, a computer-readable storage medium may be any tangible medium that may contain or store a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, or item.
Ein Programmcode und/oder ausführbare Befehle, der bzw. die auf einem computerlesbaren Medium verkörpert ist bzw. sind, kann bzw. können mittels eines beliebigen geeigneten Mediums übertragen werden, was drahtlos, über Drahtleitung, optisches Faserkabel, HF usw. oder irgendeine geeignete Kombination der genannten einschließt, ohne darauf beschränkt zu sein.Program code and / or executable instructions embodied on a computer readable medium may be transmitted by any suitable means, including wireless, wireline, optical fiber cable, RF, etc., or any suitable combination includes, but is not limited to.
Ein Computerprogrammcode zur Durchführung von Arbeitsschritten für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, wozu eine objektorientierte Programmiersprache, wie Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen, und herkömmliche prozedurale Programmiersprachen, wie die "C"-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen, gehören. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer (der Vorrichtung) des Anwenders, teilweise auf dem Computer des Anwenders, als eigenständiges Softwarepaket, zum Teil auf dem Computer des Anwenders und zum Teil auf einem Remote-Computer oder ganz und gar auf dem Remote-Computer oder einem Server ausgeführt werden. Im letztgenannten Szenario kann der Remote-Computer über irgendeine Art von Netz mit dem Computer des Anwenders verbunden sein, was unter anderem ein lokales Netz (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN) umfasst, oder die Verbindung kann mit einem externen Computer (beispielsweise über das Internet unter Nutzung eines Internetdienstanbieters) hergestellt werden.Computer program code for performing operations for aspects of the present invention may be written in any combination of one or more programming languages, including an object-oriented programming language such as Java, Smalltalk, C ++ or the like, and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages. The program code may be stored completely on the user's computer (the device), partly on the user's computer, as a stand-alone software package, partly on the user's computer and partly on a remote computer or entirely on the remote computer or a server. In the latter scenario, the remote computer may be connected to the user's computer via some type of network including, but not limited to, a local area network (LAN) or wide area network (WAN), or the connection may be to an external computer (e.g. Internet using an Internet service provider) are produced.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind hierin mit Bezug auf Darstellungen von Ablaufschemata und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Apparaten (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es sei klargestellt, dass jeder Block der dargestellten Ablaufschemata und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den dargestellten Ablaufschemata und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammbefehle implementiert werden kann. Die Computerprogrammbefehle können an einen Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung geliefert werden, um eine Maschine hervorzubringen, so dass die Befehle, die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, eine Einrichtung zur Implementierung der Funktionen/Aspekte erzeugen, welche in dem Ablaufschema und/oder in dem Block oder den Blöcken des Blockschemas angegeben sind.Aspects of the present invention are described herein with reference to flowchart illustrations and / or block diagrams of methods, apparatus (systems) and computer program products according to embodiments of the invention. It should be understood that each block of the illustrated flowcharts and / or block diagrams and combinations of blocks in the illustrated flowcharts and / or block diagrams may be implemented by computer program instructions. The computer program instructions may be provided to a processor of a general-purpose computer, a special purpose computer, or other programmable data processing device to spawn a machine such that the instructions executed via the processor of the computer or other programmable data processing device include means for implementing the functions. Create aspects that are specified in the flowchart and / or in the block or blocks of the block schema.
Diese Computerprogrammbefehle können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Vorrichtungen anweisen kann, auf eine bestimmte Art zu funktionieren, so dass die Befehle, die in dem computerlesbaren Medium gespeichert sind, ein Erzeugnis hervorbringen, das Befehle enthält, welche die Funktion/Aktion implementieren, die in dem Ablaufschema und/der in dem Block oder in den Blöcken des Blockdiagramms angegeben ist.These computer program instructions may also be stored in a computer-readable medium that may instruct a computer, other programmable computing device, or other devices to function in a particular manner so that the instructions stored in the computer-readable medium produce a product Contains instructions that implement the function / action specified in the flowchart and / or in the block or blocks of the block diagram.
Die Computerprogrammbefehle können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Vorrichtungen geladen werden, um zu bewirken, dass auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtung oder den anderen Vorrichtungen eine Reihe von Arbeitsschritten ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Befehle, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zur Implementierung der Funktionen/Aktionen, die in dem Ablaufschema und/oder in dem Block oder in den Blöcken des Blockdiagramms angegeben sind, bereitstellen.The computer program instructions may also be loaded onto a computer, other programmable computing device, or other device to cause a number of operations to be performed on the computer, other programmable device, or other devices to produce a computer-implemented process the instructions executed on the computer or other programmable device provide processes for implementing the functions / actions indicated in the flowchart and / or in the block or blocks of the block diagram.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Weise zu ihrer Ausführung, zu beschreiben und um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu auch die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen und Systemen und die Ausführung enthaltener Verfahren gehören. Der schutzwürdige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele einschließen, die für den Fachmann naheliegend sein mögen. Diese anderen Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemnte aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nur unerheblich unterscheiden.This written description uses examples to describe the invention, including the best mode for carrying it out, and to enable one skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of devices and systems and the practice included in the procedure. The scope of the invention which is to be protected is defined by the claims and may include other examples which may be obvious to those skilled in the art. These other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they have equivalent structural elements that differ only insubstantially from the literal language of the claims.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung der tiefsten Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie auf einem betrachteten Objekts unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung. Die Videoinspektionsvorrichtung erstellt ein Bild der Oberfläche des betrachteten Objekts und zeigt dieses an. Es wird eine Bezugsoberfläche zusammen mit einer Region von Interesse bestimmt, die mehrere Punkte auf der Oberfläche der Anomalie enthält. Die Videoinspektionsvorrichtung bestimmt eine Tiefe für jeden von den mehreren Punkten auf der Oberfläche der Anomalie in der Region von Interesse. Der Punkt auf der Oberfläche der Anomalie, der die größte Tiefe aufweist, wird als die tiefste Stelle identifiziert.A method and apparatus for automatically identifying the lowest point on the surface of an anomaly on a viewed object using a video inspection device. The video inspection device makes an image of the surface of the object under consideration and displays it. A reference surface is determined along with a region of interest containing multiple points on the surface of the anomaly. The video inspection device determines a depth for each of the multiple points on the surface of the anomaly in the region of interest. The point on the surface of the anomaly that has the greatest depth is identified as the deepest point.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Videoinspektionsvorrichtung Video inspection device
- 102102
- Sonde probe
- 110110
- Einführungsrohr insertion tube
- 112112
- Bildgeberkabelbaum Imager harness
- 120120
- Kopfbaugruppe head assembly
- 122122
- Sondenoptik special optics
- 124124
- Bildgeber imager
- 126126
- Bildgeberhybrideinrichtung Imager hybrid device
- 130130
- lösbare Spitze detachable tip
- 132132
- Spitzenbetrachtungsoptik Peak viewing optics
- 140140
- Sondenelektronik probe electronics
- 142142
- Bildgeberschnittstellenelektronik Imager interface electronics
- 144144
- Kalibrierungsspeicher calibration memory
- 146146
- Mikrocontroller microcontroller
- 150150
- CPU CPU
- 152152
- CPU-Programmspeicher CPU program memory
- 154154
- flüchtiger Speicher volatile memory
- 156156
- nicht-flüchtiger Speicher non-volatile memory
- 158158
- Computer-I/O-Schnittstelle Computer I / O interface
- 160160
- Videoprozessor video processor
- 162162
- Videospeicher video memory
- 170170
- integrierte Anzeige integrated display
- 172172
- externer Monitor external monitor
- 180180
- Joystick joystick
- 182182
- Tasten Keys
- 184184
- Tastatur keyboard
- 186186
- Mikrofon microphone
- 200200
- Bild image
- 202202
- betrachtetes Objekt viewed object
- 204204
- Anomalie anomaly
- 210210
- Oberfläche surface
- 221221
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 222222
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 223223
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 224224
- tiefster Oberflächenpunkt deepest surface point
- 231231
- Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
- 232232
- Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
- 233233
- Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
- 234234
- Positionsanzeiger für die tiefste Stelle Position indicator for the lowest point
- 241241
- Pixel pixel
- 242242
- Pixel pixel
- 243243
- Pixel pixel
- 250250
- Bezugsoberfläche reference surface
- 260260
- Bezugsoberflächenform Reference surface shape
- 261261
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 262262
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 263263
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 264264
- Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
- 270270
- Region von Interesse Region of interest
- 271271
- Form einer Region von Interesse Form of a region of interest
- 280280
- Region von Interesse Region of interest
- 281281
- Form einer Region von Interesse Form of a region of interest
- 282282
- grafischer Anzeiger der tiefsten Stelle graphical indicator of the lowest point
- 290290
- Tiefe depth
- 300300
- Verfahren method
- 310310
- Bild der Oberfläche (Schritt) Image of the surface (step)
- 320320
- 3D von Oberflächenpunkten (Schritt) 3D of surface points (step)
- 330330
- Bezugsoberflächen (Schritt) Reference surfaces (step)
- 340340
- Region von Interesse (Schritt) Region of interest (step)
- 350350
- Tiefe der Oberflächenpunkte in der Region von Interesse (Schritt) Depth of surface points in the region of interest (step)
- 360360
- Ort und Tiefe der tiefsten Oberflächenstelle Location and depth of the deepest surface location
- 400400
- Profil profile
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